特許ウォッチ

公開番号2024129313
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-27
出願番号2023038435
出願日2023-03-13
発明の名称ヒートシール機、ラミネート型二次電池、及びラミネート型二次電池の製造方法
出願人トヨタ紡織株式会社
代理人弁理士法人グランダム特許事務所
主分類H01M 50/178 20210101AFI20240919BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】シール性能の低下を防止する。
【解決手段】ヒートシール機30は、ラミネートシート21の内面に貼着された合成樹脂製のシール材23を熱溶着することによって、シール機能部26と樹脂溜まり部27とを形成する。ヒートシール機30は、ラミネートシート21の外周縁領域24を加熱及び加圧することによってシール機能部26を成形する第1成形部33と、ラミネートシート21のうち外周縁領域24の内周側に隣接する内周側隣接領域25を加熱及び加圧することによって樹脂溜まり部27を成形することが可能な第2成形部37と、を有しており、第2成形部37は、第1成形部33よりも凹んだ形状であり、且つ加圧方向と交差する平面からなる加圧面38を有している。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
正極板と負極板とセパレータとを積層した積層電極体の外周縁からタブを突出させ、前記タブの基端部と前記積層電極体の全体を一対のラミネートシートによって挟んだ状態で包囲したラミネート型二次電池を製造するために用いられ、前記ラミネートシートの内面に貼着された合成樹脂製のシール材を熱溶着することによって、シール機能部と樹脂溜まり部とを形成するヒートシール機であって、
前記ラミネートシートの外周縁領域を加熱及び加圧することによって前記シール機能部を成形する第１成形部と、
前記ラミネートシートのうち前記外周縁領域の内周側に隣接する内周側隣接領域を加熱及び加圧することによって前記樹脂溜まり部を成形することが可能な第２成形部と、を有しており、
前記第２成形部は、前記第１成形部よりも凹んだ形状であり、且つ加圧方向と交差する平面からなる加圧面を有しているヒートシール機。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記第１成形部が、
外周側成形部と、
前記外周側成形部の内周側に隣接し、前記外周側成形部よりも凹んだ形態であり、且つ加圧方向と交差する平面からなる押圧面を有する内周側成形部とを備えており、
前記第２成形部が、前記内周側成形部よりも凹んだ形状である請求項１に記載のヒートシール機。
【請求項３】
正極板と負極板とセパレータとを積層した積層電極体と、
前記積層電極体の外周縁から突出したタブと、
前記タブの基端部と前記積層電極体の全体を挟んだ状態で包囲する一対のラミネートシートと、
前記ラミネートシートの内面に貼着された合成樹脂製のシール材と、
前記ラミネートシートの外周縁領域において前記シール材を熱溶着することによって形成されたシール機能部と、
前記シール材を熱溶着することによって前記シール機能部の内周側に隣接するように形成され、前記シール機能部よりも厚く、且つ偏平な形状に成形された樹脂溜まり部と、を備えているラミネート型二次電池。
【請求項４】
正極板と負極板とセパレータとを積層した積層電極体の外周縁からタブが突出し、前記タブの基端部と前記積層電極体の全体が一対のラミネートシートによって挟まれた状態で包囲され、前記ラミネートシートの内面に貼着された合成樹脂製のシール材を熱溶着することによって、シール機能部と、前記シール機能部の内周側に隣接する樹脂溜まり部とが形成されたラミネート型二次電池を製造する方法であって、
ヒートシール機を用いて前記ラミネートシートを加熱及び加圧することによって、前記ラミネートシートの外周縁領域に前記シール機能部を形成すると同時に、前記樹脂溜まり部を前記シール機能部よりも厚肉であり、且つ偏平な形状に成形するラミネート型二次電池の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシール機、ラミネート型二次電池、及びラミネート型二次電池の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、積層電極の外周縁からタブを突出させ、積層電極の全体とタブの基端部を一対のラミネートフィルムで挟んだリチウムイオン二次電池が開示されている。一対のラミネートフィルムの外周縁部には、電解液の漏出を防止するためのフィルム封止部が設けられている。フィルム封止部は、ラミネートフィルムの材料であるポリエチレンを熱溶着することによって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００１－２２９８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タブは積層電極よりも薄いため、積層電極の外周縁部とタブとの間に段差が生じ、この段差部ではラミネートフィルムとタブとの間に間隙が生じる。フィルム封止部を形成する工程では、加圧によってタブに押し付けられたラミネートフィルムの一部が、段差部の間隙内に押し出される。ラミネートフィルムのうち段差部の間隙に面する部分は、充分に加圧されないため、金型との間の熱抵抗が大きくなり、充分に加熱されないままで固化する。一方、加圧によって間隙内へ押し出されたポリエチレンは、充分に加熱された後に固化して樹脂溜まりとなる。充分に加熱されずに固化した表層側の部分と、充分に加熱された後に固化した部分との界面では、両者間の親和性が温度差によって低くなっているため、電解液が浸透し易い。電解液が浸透すると、界面にクラックが生じる。樹脂溜まり部とフィルム封止部は繋がっているので、クラックがフィルム封止部にまで拡がり、シール性能が低下する虞がある。タブの側縁部とラミネートフィルム同士が直接密着するフィルム封止部との間の段差部や、積層電極の外周縁部とラミネートフィルム同士が直接密着するフィルム封止部との間の段差部にも、段差に起因する間隙が生じるため、上記と同様にシール性能の低下が懸念される。
【０００５】
本開示は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、シール性能の低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の開示のヒートシール機は、
正極板と負極板とセパレータとを積層した積層電極体の外周縁からタブを突出させ、前記タブの基端部と前記積層電極体の全体を一対のラミネートシートによって挟んだ状態で包囲したラミネート型二次電池を製造するために用いられ、前記ラミネートシートの内面に貼着された合成樹脂製のシール材を熱溶着することによって、シール機能部と樹脂溜まり部とを形成するヒートシール機であって、
前記ラミネートシートの外周縁領域を加熱及び加圧することによって前記シール機能部を成形する第１成形部と、
前記ラミネートシートのうち前記外周縁領域の内周側に隣接する内周側隣接領域を加熱及び加圧することによって前記樹脂溜まり部を成形することが可能な第２成形部と、を有しており、
前記第２成形部は、前記第１成形部よりも凹んだ形状であり、且つ加圧方向と交差する平面からなる加圧面を有している。
【０００７】
第２の開示のラミネート型二次電池は、
正極板と負極板とセパレータとを積層した積層電極体と、
前記積層電極体の外周縁から突出したタブと、
前記タブの基端部と前記積層電極体の全体を挟んだ状態で包囲する一対のラミネートシートと、
前記ラミネートシートの内面に貼着された合成樹脂製のシール材と、
前記ラミネートシートの外周縁領域において前記シール材を熱溶着することによって形成されたシール機能部と、
前記シール材を熱溶着することによって前記シール機能部の内周側に隣接するように形成され、前記シール機能部よりも厚く、且つ偏平な形状に成形された樹脂溜まり部と、を備えている。
【０００８】
第３の開示のラミネート型二次電池の製造方法は、
正極板と負極板とセパレータとを積層した積層電極体の外周縁からタブが突出し、前記タブの基端部と前記積層電極体の全体が一対のラミネートシートによって挟まれた状態で包囲され、前記ラミネートシートの内面に貼着された合成樹脂製のシール材を熱溶着することによって、シール機能部と、前記シール機能部の内周側に隣接する樹脂溜まり部とが形成されたラミネート型二次電池を製造する方法であって、
ヒートシール機を用いて前記ラミネートシートを加熱及び加圧することによって、前記ラミネートシートの外周縁領域に前記シール機能部を形成すると同時に、前記樹脂溜まり部を前記シール機能部よりも厚肉であり、且つ偏平な形状に成形する。
【発明の効果】
【０００９】
偏平な形状となるように加圧された樹脂溜まり部には、電解液を浸透させ得るような界面が存在しないので、界面に電解液が浸透することに起因するクラックが生じる虞はない。よって、シール性能の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態１の二次電池の斜視図である。
積層電極体の分解斜視図である。
二次電池の平面図である。
図３のＸ－Ｘ線で切断した断面において、タブの厚さ、シール材の厚さ、シート状基材の厚さを誇張してあらわした模式図である。
熱溶着の初期工程を断面であらわした模式図である。
熱溶着の途中の工程を断面であらわした模式図である。
熱溶着が完了した状態を断面であらわしたす模式図である。
タブの厚さが薄い場合において、熱溶着が完了した状態を断面であらわした模式図である。
実施形態２の二次電池におけるＸ－Ｘ線相当の断面において、タブの厚さ、シール材の厚さ、シート状基材の厚さを誇張してあらわした模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許